three.js父子目标跟踪

Question

所以，这里有一个向量，矩阵，旋转，四元数的问题给three.js大师！

我在position(0,0,275)有一个父对象，带有direction(0,0,-1)，+y up和rotation(0,0,0)。

附加到父对象的是一个具有关系的子对象：

 rel_position(.5, 0, 0)
 rel_rotation(0, 0, 0)

我在场景中也有一个目标：

 position(0, 100, 0)

考虑一艘有俯仰、偏航和横摇的船(父船)。它有一个带有俯仰和偏航的炮塔(子塔)。炮塔需要以给定的转速(rad/s)跟踪目标。

我花了5天的时间试图得到一个合适的跟踪算法。我能做的最好的事情就是删除父元素和子元素上的matrixAutoUpdate特性，手动更新矩阵。然后使用child.matrixWorld为当前子旋转创建旋转矩阵或四元数。然后，我可以创建一个从子位置查看目标的辅助Object3D。我可以求出子Object3D和次rad之间的差值，并以rad/s为基础对四元数进行slerp。但是，当我将滚动添加到父对象或目标旋转到八分(+, +, +)之外时，子旋转(或四元数)计算崩溃，导致疯狂旋转。

对于子Object3D的跟踪算法的任何方向都将非常感谢。你的努力将在我即将到来的项目中被引用。

谢谢您抽时间见我!

Answer 1

所以这就是答案！@Stemkoski，谢谢你的指导。我采取了类似的方法来解决昨天曝光的最终解决方案。由于矩阵求逆，这在计算能力上有点昂贵，但它工作得很好。首先，创建一个新矩阵，如下所示：

var m = new THREE.Matrix4().getInverse(parent.matrix).multiply(target.matrix);  

这将基于父对象的旋转将XYZ轴的参考系旋转到新坐标X'Y'Z‘。结果是目标在X'Y'Z‘参照系中的Object3D矩阵。现在，通过从矩阵'm‘创建一个新的Vector3，我们可以使用以下命令获得相对位置：

var rel_pos = new THREE.Vector3().getPositionFromMatrix(m, 'XYZ');

现在创建一个人造对象，以便从子对象(转塔)的位置直接观察目标。

var child_faux = new THREE.Object3D();  //can be created outside the loop
child_faux.position.copy(child.position);   //copy the child local position
child_faux.lookAt(rel_pos);     //look at the target 
child_faux.updateMatrix();     //Update the Matrix4 element for use in a second

最后，通过将child_fuax设置为lookAt一个对象，我们已经自动设置了child_faux.rotation。我们可以使用以下方法获得当前child.rotation和child_faux.rotation之间的相对旋转：

var diff = turret_target.rotation.sub(turret.rotation);

从这里我们可以设置一个简单的算法来旋转转塔(+或-)(x和y)，直到diff (x和y)变为0。

var trackrate = .2 * delta;
var diff = turret_target.rotation.sub(turret.rotation);
turret.rotation.x += diff.x/Math.abs(diff.x) * trackrate;
turret.rotation.y += diff.y / Math.abs(diff.y) * trackrate;
turret.updateMatrix();

这就是……在父组中旋转的子对象的目标跟踪算法！感谢您的阅读！

Answer 2

也许lookAt和worldToLocal方法的某种组合可以起作用？由于您需要将目标对象的位置转换为转塔的局部坐标，然后相应地更改转塔的旋转，这样如何：

turret.lookAt(  turret.worldToLocal( target.position.clone() )  )